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1、6.2 向心力向心力01匀速圆周运动线速度的大小处处相等的圆周运动叫做匀速圆周运动匀速圆周运动的速度方向在不断变化是一种变速 变速运动必然具有加速度 加速度做匀速圆周运动的物体所受合外力不为零 合外力不为零vvvo结论：做匀速圆周运动的物体，合力始终指向圆心，与速度v垂直。匀速圆周运动线速度的大小处处相等的圆周运动叫做匀速圆周运动匀速圆周运动的速度方向在不断变化是一种变速 变速运动必然具有加速度 加速度做匀速圆周运动的物体所受合外力不为零 合外力不为零a、v方向成锐角，加速曲线运动a、v方向成钝角，减速曲线运动a、v方向成直角，速率不变的曲线运动匀速圆周运动线速度的大小处处相等，a、v方向一直
2、成直角匀速圆周运动合力与速度方向一直成直角结论：做匀速圆周运动的物体，合力与速度v垂直，且始终指向圆心。作匀速圆周运动的物体一定受到了指向圆心的合力的作用，这个合力叫做向心力。用Fn表示1.定义2.方向：指向圆心，时刻变化。（注：力的方向与加速度方向相同）向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。向心力的方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）3.特点：向心力的大小02 如图所示，在绳子的一端拴一个小球，另一端握在手中。将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动。此时，小球所受的向
3、心力近似等于手通过绳对小球的拉力。换用不同质量的小球，并改变小球转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。感受向心力猜想：向心力大小可能与小球质量、转动速度、转动半径有关。1.保持小球转动的速度和绳的长度不变，改变小球的质量，感受向心力的变化。2.保持绳的长度和小球的质量不变，改变小球转动的速度，感受向心力的变化。3.保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。分步感知:1、体验向心力的大小猜想：向心力大小可能与_有关物体质量、轨道半径、运动快慢2、演示实验：用向心力演示器演示探究向心力大小的表达式转台与物体间没有发生相对滑动1.木块随盘做匀速圆周运动FNmgF静即小物块
4、所受静摩擦力充当向心力小物块所受重力、支持力和静摩擦力三个力的合力充当向心力F合f=Fn GFfFN2.物块随着圆桶一起匀速转动F合FN=Fn 滚筒洗衣机中物体随滚筒一起匀速转动物体所受重力、摩擦力和支持力的合力充当向心力。即物体所受支持力充当向心力小球所受绳子拉力和重力的合力充当向心力小球绕中心做匀速圆周运动3.圆锥摆做匀速圆周运动rOG=mgF合FF合mgtan=Fn 小球在某一平面做匀速圆周运动物体所受重力和支持力的合力充当向心力F合 m OrmgN4.小球在圆锥筒中做匀速圆周运动F合=Fn【例1】关于向心力的说法正确的是()A.物体由于做圆周运动而产生了向心力B.向心力不改变圆周运动中
5、物体线速度的大小C.对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的B【训 练1】如 图 所 示，一 圆 盘 可 绕 过 圆 盘 中 心 O 且 垂 直 于盘 面 的 竖 直 轴 转 动，在 圆 盘 上 放 一 小 木 块 A，它 随 圆 盘一 起 做 匀 速 圆 周 运 动，则 关 于 木 块 A 的 受 力，下 列 说 法正确的是()CA.木块A 受重力、支持力和向心力B.木块A 受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向与木块运动方向相反C.木块A 受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向指向圆心D.木块A 受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力
6、的方向与木块运动方向相同【例1】长 为 L 的 细 线，拴 一 质 量 为 m 的 小 球(小 球 可 视 为质 点)，一 端 固 定 于 O 点，让 其 在 水 平 面 内 做 匀 速 圆 周 运动(这 种 运 动 通 常 称 为 圆 锥 摆 运 动)，如 图 所 示。当 摆 线与竖直方向的夹角是 时，求(重力加速度为g)：(1)细线的拉力的大小；(2)小球运动的线速度的大小；(3)小球运动的角速度及周期。【训 练1】(多选)如 图 所 示，质 量 相 等 的 A、B 两 物 体 紧 贴在 绕 中 心 轴 OO 匀 速 转 动 的 圆 筒 的 竖 直 内 壁 上，随 圆 筒一起做匀速圆周运动
7、，则下列关系中正确的是()A.运动周期TA TBB.筒壁对物体的弹力FN A FN BC.线速度vA vBD.物体受到的摩擦力Ff A Ff BBC变速圆周运动03OvF合=Fn当沿圆周运动的物体所受的合力指向圆心时，物体做匀速圆周运动。当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。O OFnF合vFnvF合速度增大的圆周运动速度减小的圆周运动向心力Fn，改变线速度的方向，不改变线速度的大小。切向力F，改变线速度的大小，不改变线速度的方向。揭东二中物理教研组谢沛浩6.3 向心加速度GFNF合力由牛顿第二定律知，物体的加速度方向跟合外力的方向相同。结论:做匀速圆周运动物体的合力时
8、刻指向圆心，加速度也时刻指向圆心。1.向心加速度：做匀速圆周运动的物体加速度总指向圆心，这个加速度称为向心加速度。2.符号：an3.特点：向心加速度的方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小4.大小：根据牛顿第二定律和向心力表达式由牛顿第二定律F=ma可得出向心加速度的大小：【例题】关于质点的匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.由 可知，an与r成反比B.由an2r可知，an与r成正比C.由vr可知，与r成反比D.由2 f可知，与f成正比D【例题】如图所示，一球体绕轴 O1O2以角速度 匀速旋转，A、B为球体表面上两点，下列说法正确的
9、是（）A.A、B两点具有相同的角速度B.A、B两点具有相同的线速度C.A、B两点的向心加速度的方向都指向球心D.A、B两点的向心加速度大小之比为21A【例题】如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和乙、丙轮的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半.A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮边缘上的点，若传动中皮带不打滑，则（）A.A、B两点的线速度大小之比为21B.B、C两点的角速度之比为12C.A、B两点的向心加速度大小之比为21D.A、C两点的向心加速度大小之比为14D【例题】(多选)如图所示，皮带传动装置中，右边两轮连在一起共轴转动，图中三轮半径分别为r13r，r22r，r34r；A、B、C三点为三个轮边缘上的点，向心加速度大小分别为a1、a2、a3，皮带不打滑，则下列比例关系正确的是（）BD【例题】如图所示，自行车的小齿轮 A、大齿轮 B、后轮 C是相互关联的三个转动部分，且半径 RB4RA、RC8RA，当自行车悬空，大齿轮 B带动后轮匀速转动时，A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aAaBaC等于（）A.1 18 B.4 14C.4 132 D.1 24C